添加TiO2纳米颗粒和分散剂的相变流体粘度实验研究

选定质量分数为30%的烃类相变流体作为基液,采用"两步法"配制了多种添加纳米颗粒(TiO_2)及分散剂(SDBS十二烷基苯磺酸钠)的相变流体,测试分析了纳米颗粒质量分数、粒径及分散剂质量分数对相变流体粘度的影响。结果表明,相同温度下,纳米颗粒质量分数越大,纳米颗粒粒径越大,相变流体粘度越大。而相变流体粘度随分散剂质量分数增大呈先减小后增大的趋势,当分散剂质量分数为0.1%时,相变流体粘度达到最小。     

单壁纳米碳管/聚酰亚胺复合材料的制备及导电特性

采用熔融聚合法和反复机械拉伸法,制备出定向排列单壁纳米碳管(SWNTs)/聚酰亚胺(PI)复合材料。研究了纳米碳管在复合体中的排列和分散情况。讨论了填充纳米碳管的质量分数对复合材料导电性能的影响,发现SWNTs填充质量分数很少时,复合体系呈现渗流行为,表现出良好的导电性和各向异性,其电导率随着填充纳米碳管的质量分数增加,电导率增大,而且在其拉伸方向比其垂直方向显示出较高的电导率,沿着其拉伸方向的渗流阈值比其垂直方向要低,说明单壁碳纳米管在复合物材料中呈现出良好的排列和均匀分散。     

基于太阳能低温集热蓄热的相变流体制备及性能研究

基于前期对相变流体的实验研究,选定了以质量分数为20%的烃类相变流体作为基液,制备了多组以TiO_2纳米颗粒为添加剂,SDBS为分散剂的添加纳米颗粒的相变流体。通过改变纳米颗粒质量分数、粒径以及分散剂质量分数,分析不同相变流体随温度变化的热物性及稳定性,最终得出烃类相变流体中分别添加质量分数为0.1%的20 nm TiO_2纳米颗粒及质量分数为0.1%的SDBS分散剂,其热物性及稳定性最佳。为添加纳米颗粒的相变流体的制备及其在太阳能低温集热蓄热领域的应用提供了参考。     

3-硅羟基-1-丙基磺酸/聚氧乙烯十八烷基胺为外壳的可流动碳纳米管的制备与性能

采用3-硅羟基-1-丙基磺酸(SIT8378.3)和聚氧乙烯十八烷基胺(Ethomeen18/25)在酸化多壁纳米碳管表面上生成长链壳层,相当于"溶剂",使碳纳米管在没有溶剂时,损耗模量G″高于储能模量G',具有流体特性。结果表明,长链分子接枝于碳纳米管表面使碳纳米管的直径增大,碳纳米管质量分数为16.03%。碳纳米管在去离子水中稳定分散,渗流阈值为5 mg/g。     

封闭腔内MWCNT纳米流体自然对流传热的数值模拟

采用Fluent软件对封闭腔内纳米流体层流自然对流换热进行了数值模拟研究.重点分析了Ra数和纳米颗粒的体积分数对自然对流换热特性的影响.数值模拟结果表明:在机油中添加多壁碳纳米管(MWCNT)粒子并没有提高基液的自然对流传热特性;对于给定的Ra数下,随着纳米颗粒体积分数的增大,纳米流体的传热特性也随之减弱;对于给定的体积分数,随着Ra数的增大,纳米流体的传热特性显著增强,但纳米流体的传热性能比机油的要弱,且在同一体积分数下随着Ra数的增大,传热性能减弱的程度要减小.     

碳纳米管填充聚合物复合材料的介电性能研究

本文研究了未经处理的多壁碳纳米管/聚偏氟乙烯(MWNT/PVDF)复合材料体系的介电性能.发现,在低频下,复合材料的介电常数随MWNT的含量增加而迅速增加,当体积分数为2.0%时,介电常数高达300左右,并且复合材料的渗流阈值仅为1.61%(体积分数).MWNT较大的长径比和较高的电导率导致复合体系渗流阈值较低.发生渗流效应时,复合材料的介电损耗低于0.4,与频率无关.因此,可以认为未经过化学处理的碳纳米管可以大幅度改善PVDF基复合材料的介电性能.     

层流状态下纳米流体的对流传热特性

通过数值模拟的方法研究了层流状态下雷诺数、体积分数、颗粒和基液种类以及颗粒粒径对纳米流体对流传热特性的影响。研究结果表明,纳米流体的对流传热系数明显高于基液,并且与基液和颗粒的性质、颗粒的体积分数及颗粒粒径密切相关。纳米流体的对流传热系数随着颗粒和基液热导率的增加、颗粒体积分数的增加以及颗粒粒径的减小而增大。研究发现,对于一定体积分数的Cu-水纳米流体,在层流状态下对流传热系数的提高程度基本保持一致,与雷诺数大小无关。     

乳液基碳化硅纳米工作液的沉降稳定性、流变性与介电性

目前混粉电火花加工液添加的粉末粒径主要局限于微米级,与工作基液不能形成均匀、稳定的悬浮液.本研究以乳化液为基液,纳米碳化硅粉体(SiC)为分散相,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、羧甲基纤维素钠(CMC)等作分散剂,采用两步法制备了乳液基SiC纳米工作液,研究不同分散条件下SiC粉体在乳化液中的分散行为,分析了乳液基SiC纳米工作液的沉降稳定性、流变性和介电性.结果表明:质量分数为0.3％～0.6％的CMC对SiC纳米粒子的润湿、分散作用显著,而SDBS作用不明显;CMC分别与SDBS、SDS协同作用时,工作液均具有很好的沉降稳定性;当SDBS质量分数为0.3％,CMC为0.3％～0.6％时,工作液黏度呈非线性增加;当CMC质量分数为0.3％,SDBS为0.3％～1.4％时,工作液黏度先增大后快速降低;工作液电导率随CMC、SDBS分散剂质量分数的增加、液体温度的升高而增大.因此,当SiC质量分数为0.3％、添加0.3％～0.5％(质量分数)的CMC和0.3％～0.7％(质量分数)的SDBS,乳液基SiC纳米工作液有较好的沉降稳定性、流变性和介电性.     

太阳能集热Co-H_2O纳米流体比热容特性实验研究

采用两步法制配了Co-H_2O纳米流体,实验研究了纳米颗粒质量分数、直径、温度对纳米流体比热容的影响。结果表明:去离子水的比热随着纳米颗粒的添加不断减小,质量分数为0.1%和0.2%的Co-H_2O纳米流体比热比去离子水分别降低了2.88%和5.76%。随着温度的升高,纳米流体的比热容逐渐增大,并且纳米流体质量分数越大,其比热随温度变化的趋势相对低浓度的纳米流体越明显。粒径越小的纳米流体比热容越大。现有比热容计算模型与实验结果相差较大,不能直接用于计算。     

纳米流体强化相变蓄冷特性的实验研究

在水基液中添加少量的纳米Cu颗粒(平均粒径为25nm),经超声波振荡和添加分散剂后,制备成分散稳定的Cu-H2O纳米流体.实验研究了纳米颗粒添加剂对水过冷度的影响,并采用红外热摄仪在线观察了纳米流体结晶过程的温度分布.结果表明.在水基液中加入纳米Cu粒子后,其过冷度明显降低,且随着纳米Cu质量分数的增加,流体的结冰时间缩短.Cu-H2O纳米流体的相变温度比水的提高了1℃,因此,纳米流体蓄冰时可以降低压缩机的输入功率,从而节约成本、减少能耗.